RU2589516C1

RU2589516C1 - Hygrometer

Info

Publication number: RU2589516C1
Application number: RU2015113807/28A
Authority: RU
Inventors: Леонид Федосеевич Носенко; Виктор Павлович Пирог; Илья Александрович Кондратьев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (ООО "НПП ОКБА")
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2016-07-10

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention is intended for measurement of volume fraction of moisture in gases and may be used in coulometric hygrometers based on method of measuring moisture content. Humidity indicator includes sensor, which includes unit for flow generating with gas flow stabiliser, measurement channel, in which coulometric sensitive element is installed, DC source, electrolysis current meter. To achieve technical result additional source of direct current is included, which is connected to electrodes of coulometric sensitive element with help of multi-position switch contacts of hygrometer common power. Said hygrometer is recommended to be used in processes with intermittent cycle, having large interruptions. More effective use of this technical solution is in portable hygrometer. This solution increases service life of main power supply, saves analysed gas, hygrometer becomes more operational and mobile.

EFFECT: shorter time for hygrometer preparation for operation.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, предназначено для измерения объемной доли влаги в газах, может быть использовано в гигрометрах, основанных на кулонометрическом методе измерения влажности.The invention relates to the field of analytical instrumentation, is intended to measure the volume fraction of moisture in gases, can be used in hygrometers based on the coulometric method of measuring humidity.

Для измерения влажности газов широкое распространение получили кулонометрические гигрометры. Относительная простота и высокая надежность способствовали массовому внедрению гигрометров во многих отраслях промышленности (химической, нефтехимической, электронной и др.).Coulometric hygrometers are widely used to measure gas humidity. Relative simplicity and high reliability contributed to the mass introduction of hygrometers in many industries (chemical, petrochemical, electronic, etc.).

Известен гигрометр (а.с. СССР 1404917, кл. G01 №27/42), содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлены кулонометрический чувствительный элемент и источник постоянного тока, работающий следующим образом.A known hygrometer (USSR AS 1404917, class G01 No. 27/42), comprising a sensor including a flow forming unit with a gas flow stabilizer, a measuring channel in which a coulometric sensitive element and a direct current source are installed, which operates as follows.

Анализируемый газ проходит через блок формирования потока и поступает в кулонометрический элемент. Расход анализируемого газа через кулонометрический чувствительный элемент поддерживается постоянным с помощью стабилизатора расхода газа. Влага, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам кулонометрического чувствительного элемента, подвергается электролизу. Ток электролиза влаги кулонометрического чувствительного элемента при постоянном расходе газа пропорционален объемной доле влаги, содержащейся в анализируемом газе (Br) и определяется по формулеThe analyzed gas passes through the flow forming unit and enters the coulometric element. The flow rate of the analyzed gas through the coulometric sensitive element is maintained constant using a gas flow stabilizer. The moisture contained in the analyzed gas is absorbed by the sorbent film and is subjected to electrolysis under the influence of a direct current voltage applied to the electrodes of the coulometric sensitive element. The moisture electrolysis current of a coulometric sensitive element at a constant gas flow rate is proportional to the volume fraction of moisture contained in the analyzed gas (Br) and is determined by the formula

,

где Br - объемная доля влаги в анализируемом газе;where Br is the volume fraction of moisture in the analyzed gas;

$Э_{H_{2} O}$

- электрохимический эквивалент воды;

E_{H_{2} O}

- electrochemical equivalent of water;

Q - расход газа;Q is the gas flow rate;

I_o - ток электролиза кулонометрического чувствительного элемента.I _o is the electrolysis current of the coulometric sensitive element.

Недостатком данного гигрометра является то, что во время длительного перерыва в работе отключается напряжение постоянного тока от электродов кулонометрического чувствительного элемента. При отключении напряжения постоянного тока от кулонометрического чувствительного элемента происходит насыщение пленки сорбента влажностью, которая всегда есть в элементах формирования газового потока и которая поступает в чувствительный элемент путем диффузии, что увеличивает время подготовки гигрометра к работе после длительного перерыва.The disadvantage of this hygrometer is that during a long break in operation, the DC voltage is disconnected from the electrodes of the coulometric sensitive element. When the DC voltage is disconnected from the coulometric sensitive element, the sorbent film is saturated with moisture, which is always in the elements of the gas flow formation and which enters the sensitive element by diffusion, which increases the preparation time of the hygrometer for operation after a long break.

Ввиду того что диффузионный поток влаги с элементов формирования газового потока небольшой, то для поддержания работоспособности кулонометрического чувствительного элемента требуется источник постоянного тока значительно меньшей мощности, чем основной. Если основной источник питания кулонометрического чувствительного элемента должен иметь выходное напряжение порядка 40 B и ток нагрузки не менее 50 мА, то для дополнительного источника постоянного тока достаточно 5 B при токе нагрузки не более 100 мкА.Due to the fact that the diffusion moisture flux from the elements of the gas flow formation is small, a constant current source of much lower power than the main one is required to maintain the operability of the coulometric sensitive element. If the main power source of the coulometric sensitive element must have an output voltage of about 40 V and a load current of at least 50 mA, then for an additional DC source, 5 V is sufficient for a load current of not more than 100 μA.

Целью изобретения является уменьшение времени подготовки гигрометра к работе после длительного перерыва в работе гигрометра.The aim of the invention is to reduce the preparation time of the hygrometer to work after a long break in the hygrometer.

Для достижения указанной цели в известный гигрометр, содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент, источник постоянного тока, измеритель тока электролиза, дополнительно введен источник постоянного тока, который подключается к электродам чувствительного элемента в момент общего отключения электрического питания гигрометра.To achieve this goal, a known hygrometer containing a sensor including a flow forming unit with a gas flow stabilizer, a measuring channel in which a coulometric sensitive element, a direct current source, an electrolysis current meter is installed, an additional DC source that connects to the electrodes of the sensitive element moment of general disconnection of electric power to the hygrometer.

На Фиг. 1 представлена блок-схема гигрометра.In FIG. 1 shows a block diagram of a hygrometer.

Гигрометр, содержащий датчик (1), включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа (2), измерительный канал (3), в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент (4), источник постоянного тока, многопозиционный выключатель (SAI) общего электрического питания (5), дополнительный источник постоянного тока (G), измеритель тока электролиза (РА).A hygrometer comprising a sensor (1), comprising a flow forming unit with a gas flow stabilizer (2), a measuring channel (3), in which a coulometric sensor (4), a direct current source, a multi-position switch (SAI) for general electric power supply (5 ), an additional DC source (G), an electrolysis current meter (RA).

При проведении анализа гигрометром сначала включают выключатель общего питания (SA), а затем через некоторое время подают на ВХОД газа датчика (1) гигрометра анализируемый газ, который проходит через блок формирования потока (2) и поступает в измерительный канал (3) кулонометрического чувствительного элемента. Расход анализируемого газа через кулонометрический чувствительный элемент поддерживается постоянным с помощью стабилизатора расхода газа. Влага, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам кулонометрического чувствительного элемента, подвергается электролизу. Ток электролиза (I₀) влаги кулонометрического чувствительного элемента при постоянном расходе газа пропорционален объемной доли влаги, содержащейся в анализируемом газе, соответствует формуле приведенной выше и определяется измерителем тока (РА). По окончании проведения анализа прекращается подача анализируемого газа в кулонометрический чувствительный элемент и отключается выключатель общего питания гигрометра, но этот же выключатель другой группой своих контактов подключает дополнительный источник постоянного тока к электродам кулонометрического чувствительного элемента, тем самым поддерживая его в рабочем состоянии.When analyzing with a hygrometer, the general power switch (SA) is first turned on, and then after some time, the analyzed gas is fed to the gas INPUT of the hygrometer sensor (1), which passes through the flow forming unit (2) and enters the measuring channel (3) of the coulometric sensitive element . The flow rate of the analyzed gas through the coulometric sensitive element is maintained constant using a gas flow stabilizer. The moisture contained in the analyzed gas is absorbed by the sorbent film and is subjected to electrolysis under the influence of a direct current voltage applied to the electrodes of the coulometric sensitive element. The electrolysis current (I ₀ ) of the moisture of the coulometric sensitive element at a constant gas flow rate is proportional to the volume fraction of moisture contained in the analyzed gas, corresponds to the formula above and is determined by the current meter (RA). At the end of the analysis, the supply of the analyzed gas to the coulometric sensitive element is stopped and the general power switch of the hygrometer is turned off, but the same switch connects an additional DC source to the electrodes of the coulometric sensitive element with its other contacts, thereby maintaining it in working condition.

Claims

A hygrometer comprising a sensor including a flow forming unit with a gas flow stabilizer, a measuring channel in which a coulometric sensitive element, a direct current source, an electrolysis current meter are installed, characterized in that in order to reduce the preparation time of the hygrometer for operation after a long break in he introduced an additional DC source, which is connected to the electrodes coulometric sensitive element using the contacts of the multi-position switch eating general hygrometer power.